JPS5844576B2 - 送りロ−ラ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばコンピュータ等によって処理、印字さ
れる単票（通常縦横５０礪程度までの用紙）の紙送りを
行なう装置に関し、特に紙の送り量の誤差の蓄積に対し
て実用上充分な補正を特に複雑な制御を行なうことなく
実現するものである。

従来、紙送りを正確に行なうためには、紙送り量の誤差
の蓄積を補正するため、メカニカルなディテント機構を
用いたものが一般的であった。

このディテント機構は補正の力を出すためにはかなり大
きな（約７０ｍｍφ）ディテント歯車を必要とし、機構
上も制御上もかなり複雑となるので価格の点でも不利で
あり、特に全体が小さい装置の場合にはディテント機構
の組みこみ自体不可能になる場合も多かった。

そこで本発明は、サーボモータで送りローラを駆動する
ことを利用し、サーボモータを短時間振動的にすること
により生じるオーバーシュートを利用し、それによって
起こる紙送りの超過分によって伝達歯車のバックラッシ
ュによって生じる送りの不足分を打ち消すことによって
、送り量の誤差の蓄積を補正するものである。

以下本発明の一実施例を説明する。

第１図に本発明が適用される紙送りローラ駆動装置の例
を示す。

サーボモータ１はエンコーダ２よりのフィードバック出
力によって制御されている。

またモータ出力は歯車３，４を介してクラッチ歯車５に
伝達される。

またその出力の一部はシャフト１４にも伝達されている
。

このとき、紙送りローラ１３をサーボモータ１の回転と
は別に停止させておきたい場合のため、歯車４と紙送り
ローラ用歯車１２との間にクラッチ１５を入れることと
なる。

クラッチ１５はクラッチ用歯車５，１１クラツチ用バネ
６、クラッチヨーク８、アーマチュア７クラツチコイル
９より成り、クラッチコイル９に電流が流れることによ
ってクラッチ用バネ６に引っばられているアーマチュア
７およびクラッチ用ギア５を引きつけ、トルクをクラッ
チシャフト１０に伝達する。

ここで、トルクの伝達に歯車を用いているので歯車のス
ムーズなかみ合いに必要なバックラッシュすなわち多少
のガタがどうしても伴なう。

この様子を第２図に示すが一般的な歯形の歯車Ｘと歯車
Ｙを例にとると全歯車Ｘによって歯車Ｙが、駆動される
場合バックラッシュは常に存在する。

従ってサーボモータ１が紙送りローラ１３を所定の量だ
け送った後停止し、クラッチを開いた場合、今まで一方
的に歯車Ｘによって押えつけられていた歯車Ｙは第３図
に示すようにバックラッシュとして取っであるガタの範
囲で自由に動くことが出来る。

最悪時にはバックラッシュの分だけそのまま動き出すこ
とになる。

ここで次にクラッチ１５を閉じ、サーボモータ１を動か
した場合今停止後歯車が動き出して生じたガタの間はト
ルクが紙送りローラ１３側には伝わらないことになる。

すなわちサーボモータ１が正確に動いているにもかかわ
らず紙送りローラ１３は最初は動かずにいる時間がある
。

よってこの紙送りローラ１３によって送られる紙は本来
の送り量より不足するわけである。

この現象は紙送りの回数を重ねればそのまま蓄積され問
題となる。

さて第１図で示されるサーボモータ１を駆動するのに用
いられる制御系は第６図に示されるが、このようなブロ
ック図で示される系は一般のサーボモータコントロール
制御で用いられているものであり、加算点２２の出力に
より増幅器２３を動かし、それによってサーボモータ２
４を回転させる。

サーボモータ２４より出力となってあられれるのはトル
クであり、これがフリクション（軸受けなどの摩擦）の
分だけ加算点２５によって引かれる。

このあとイナーシャによる係数２６を乗じたものは加速
度である。

これを積分２７によって速度が出る。

また積分２８によって位置となるわけである。

速度、位置は速度フィードバックゲイン２９、位置フィ
ードバックゲイン３０を通ってゲインの調整がなされた
後加算点２１．２２によって設定値と加算される。

この回路は速度フィードバックゲイン２９、位置フィー
ドバックゲイン３０の大きさによって第４図の応答１．
応答２に示されるような動きかたをする。

すなわち、第６図の加算点２１に目標値に対する値をセ
ットすると、サーボモータ位置は第４図に示されたよう
な形で目標値に近ずくわけである。

ここで位置のフィードバックゲインを太きくしてゆくと
応答２のような形になる。

ここで応答２のような場合、サーボモータは行き過ぎに
なることがあるわけでこの現象を積極的に利用するのが
本発明である。

すなわちここで位置フィードバックゲインの他に、速度
フィードバックゲインを可変にすることによって得られ
るオーバーシュートを利用する方法で、第５図に示され
るように目標値の近＜Ａ１．Ａ２Ｃ停止動作が始まって
から動く量の１０φ程度でよい）以内になった場合速度
フィードバックゲインを急に小さくすると、速度フィー
ドバックは減衰環として働いているので急に減衰させる
力が小さくなるわけで、結局目標値の近くで振動が起こ
ることになる。

このとき第５図Ｐ点までオーバーシュートが起こると、
紙送りローラは第４図の応答１の場合よりも余分に紙送
りを行なってしまう。

またＰ点を過ぎたあとＱ点にももどるので、このとき送
った分がもどされるように思われるが、Ｑ点でサーボモ
ータが多少後もどりしてもバックラッシュの分だけは紙
送りローラは動かないままでいる。

これにより、Ｐ点に行く間だけサーボモータと共に紙送
りローラも動くがそのあとはバックラッシュをもどるこ
とになるので、紙送りローラは停止したままである。

結局サーボモータ自身は正確に目標値で止まるが紙送り
ローラはオーバーシュートによって送り過ぎが生じた所
で止まっている。

この停止時に送り過ぎを生じることは本来バックラッシ
ュによってクラッチを離したために起っていた紙送りの
不足分を補ない合い、実用上充分な補正が行なわれる。

このことは、サーボ系を正常の方法で振動的にすること
により本発明のように動作の途中でゲインの設定を変化
させなくても出来るが、このときの振動は大振幅であり
振動の持続時間も長くなることから、目的値の近くにな
って残りの部分に振動的に近ずける必要がある。

速度フィードバックを可変にするためのサーボモータ制
御回路の要部を第７図で説明する。

左から入る速度フィードバック信号はスイッチ４４．４
５の導通状態によって速度フィードバック信号出力が変
わる。

すなわちスイッチ４４が導通のときは抵抗器４１と抵抗
器４３によって決まるゲイン、スイッチ４５が導通のと
きは抵抗器４２と抵抗器４３によって決まるゲインとな
る。

スイッチ４４゜４５のコントロールは位置フィードバッ
クを利用してスイッチ制御回路４６によって行なわれる
。

ここでスイッチ４４．４５を実現するにはＦＥＴ等を用
いたアナログスイッチが便利であるが、リードスイッチ
等でも差しつかえない。

なお、４７は増幅器である。

以上の如き本発明により、送り量の誤差の蓄積を補正す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は紙送りローラ駆動装置を説明する図、第２図は
歯車部分の拡大図、第３図は歯車のバックラッシュによ
って停止後のクラッチ開放時に歯車が自由に動くことを
示す図、第４図はサーボモータに通常の制御を行なった
場合の応答を示す図、第５図は本発明による制御を行な
った場合の応答を示す図、第６図はサーボモータの制御
系を示す図、第７図は本発明に使用するサーボモータ制
御回路の要部を示す図である。 図において１・・・・・・サーボモータ、３，４，５゜
１１．１２・・・・・・歯車、１３・・・・・・紙送り
ローラ、１５・・・・・・クラッチ、４１．４２，４３
・・・・・・抵抗器、４４．４５・・・・・・スイッチ
、４６・・・・・・スイッチ制御回路、４７・・・・・
・増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動源となるサーボモータよりクラッチと歯車を介
   しで送りローラにトルクを伝達するものであって、前記
   サーボセータに対して速度フィードバックを与える制御
   回路を備える送りローラ駆動装置において、前記制御回
   路は、前記サーボモータの位置を検出する手段と、前記
   速度フィードバック量を犬から小に切り換える手段とを
   有し、前記サーボモータの位置が目標値近くになったこ
   とを前記位置検出手段で検出したら、前記切り換え手段
   を動作させるようにしたことを特徴とする送りローラ駆
   動装置。